Географическое разнообразие штаммов Helicobacter pylori, циркулирующих в европейской части РФ

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель исследования — выявление INDEL-маркеров и изучение географического происхождения региональных штаммов H. pylori, циркулирующих в европейской части РФ. В исследование включены 56 штаммов H. pylori, выделенные в трех регионах РФ: Санкт-Петербурге, Астраханской и Ростовской области. Геномную ДНК выделяли с использованием набора «Проба НК» (ДНК-Технология, Россия) согласно инструкции производителя. Выявление INDEL-маркеров hp5605, hp6405, hp340, hp1390, hp3660 проводили с помощью ПЦР. Кластеризацию выявленных INDEL-генотипов и построение филогенетического дерева проводили с помощью пакета программ BioNumerics 7.6 и GrapeTree. В качестве референтных штаммов использовали 21 штамм из базы данных GenBank с известным географическим происхождением. У 20 штаммов из Санкт-Петербурга выявлено 13 индивидуальных генотипов, при этом 17 штаммов относятся к европейскому кластеру (hpEurope), 2 штамма к кластеру hspEAsia и один штамм — к кластеру hspWAfrica. Самый распространенный генотип, выявленный в европейском кластере, включает в себя шесть штаммов из Санкт-Петербурга и два штамма из базы данных GenBank. Для дальнейшей дифференциации этих штаммов применен метод VNTR-типирования, позволивший выявить у восьми штаммов восемь индивидуальных генотипов. Пятьдесят шесть изученных российских штаммов представлены тридцатью индивидуальными генотипами, что отражает высокую гетерогенность штаммов, циркулирующих на территории европейской части РФ. Наиболее частый генотип представлен двумя штаммами hpEurope, одним штаммом из Астраханского региона, а также 5 и 6 штаммами из Ростовской области и Санкт-Петербурга соответственно. Подавляющее большинство российских штаммов (52/56) относится к популяции hpEurope, тогда как два штамма из Санкт-Петербурга входят в популяцию hspEAsia и по одному штамму из Санкт-Петербурга и Астраханской области — в популяцию hspWAfrica. Всего 77 штаммов H. pylori представлены 37 индивидуальными генотипами с высоким индексом разнообразия (DI = 0,95), что позволяет рассматривать предлагаемый метод INDEL-типирования в качестве самостоятельного для генотипирования штаммов H. pylori. Учитывая сложность проблемы точного определения географического происхождения штаммов H. pylori, весьма актуальным становится предлагаемый нами простой и удобный метод INDEL-типирования штаммов H. pylori, основанный на доступном методе ПЦР и позволяющий проводить адекватный первичный анализ географического происхождения российских штаммов H. pylori.

Об авторах

В. М. Сорокин

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт

Email: soroka53@mail.ru

к.б.н, старший научный сотрудник лаборатории туляремии

г. Ростов-на-Дону 

Россия

А. В. Сварваль

ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера

Автор, ответственный за переписку.
Email: alenasvar@rambler.ru

Сварваль Алена Владимировна,  к.м.н., старший научный сотрудник лаборатории идентификации патогенов 

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, 14

Тел.: 8 911 223-14-11

Россия

А. С. Водопьянов

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт

Email: alexvod@gmail.com

к.м.н., зав. группой вирусологии 

г. Ростов-на-Дону

Россия

Р. В. Писанов

ФКУЗ Ростовский-на-Дону противочумный институт

Email: pisanov.ruslan@yandex.ru

к.б.н., зав. лабораторией диагностики особо опасных инфекций 

г. Ростов-на-Дону

Россия

Список литературы

  1. Момыналиев К.Т., Челышева В.В., Акопиан Т.А., Селезнева О.В., Линц Б., Ахтман М., Говорун В.М. Популяционная идентификация российских изолятов Helicobacter pylori // Генетика. 2005. Т. 41, № 10. С. 1434–1437. [Momynaliev K.T., Chelysheva V.V., Akopian T.A., Selezneva O.V., Lints B., Akhtman M., Govorun V.M. Population identification of Russian Helicobacter pylori isolates. Genetika = Genetics, 2005, vol. 41, no. 10, pp. 1434–1437. (In Russ.)]
  2. Патент RU 2688434C1. Российская Федерация, МПК C12Q 1/68 (2006.01), C12N 15/10 (2006.01), G01N 33/53 (2006.01), A61K 39/02 (2006.01). Способ дифференциации штаммов Helicobacter pylori путем молекулярно-генетического типирования: № 2011154058/10; заявлено 28.12.2011: опубликовано: 20.05.2013 / Сорокин В.М., Писанов Р.В. Патентообладатель: ФКУЗ «Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский противочумный институт» Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. 7 с. [Patent No. 2688434C1 Russian Federation, Int. Cl. C12Q 1/68 (2006.01), C12N 15/10 (2006.01), G01N 33/53 (2006.01), A61K 39/02 (2006.01). Method for differentiation of strains Helicobacter pylori by multilocal VNTR-typing: No. 2011154058/10; application: 2011.12.28: date of publication 2013.05.20 / Sorokin V.M., Pisanov R.V. Proprietors: Federal’noe kazennoe uchrezhdenie zdravookhranenija “Rostovskij-na-Donu ordena Trudovogo Krasnogo Znameni nauchnoissledovatel’skij protivochumnyj institut” Federal’noj sluzhby po nadzoru v sfere zashchity prav potrebitelej i blagopoluchija cheloveka. 7 p.]
  3. Achtman M., Azuma T., Berg D.E., Ito Y., Morelli G., Pan Z.J., Suerbaum S., Thompson S.A., van der Ende A., van Doorn L.J. Recombination and clonal groupings within Helicobacter pylori from different geographical regions. Mol. Microbiol., 1999, vol. 32, pp. 459–470. doi: 10.1046/j.1365-2958.1999.01382.x
  4. Björkholm B., Sjölund M., Falk P.G., Berg O.G., Engstrand L., Andersson D.I. Mutation frequency and biological cost of antibiotic resistance in Helicobacter pylori. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2001, vol. 98, pp. 14607–14612. doi: 10.1073/pnas.241517298
  5. Delport W., Cunningham M., Olivier B., Preisig O., Van Der Merwe S.W. A population genetics pedigree perspective on the transmission of Helicobacter pylori. Genetics, 2006, vol. 174, pp. 2107–2118. doi: 10.1534/genetics.106.057703
  6. Devi S.M., Ahmed I., Francalacci P., Hussain M.A., Akhter Y., Alvi A., Sechi L.A., Mégraud F., Ahmed N. Ancestral European roots of Helicobacter pylori in India. BMC genomics, 2007, vol. 8, no. 1: 184. doi: 10.1186/1471-2164-8-184
  7. Eppinger M., Baar C., Linz B., Raddatz G., Lanz C., Keller H., Morelli G., Gressmann H., Achtman M., Schuster S.C. Who ate whom? Adaptive Helicobacter genomic changes that accompanied a host jump from early humans to large felines. PLoS Genet., 2006, vol. 2, no. 7: e120. doi: 10.1371/journal.pgen.0020120.eor
  8. Falush D., Kraft C., Taylor N.S., Correa P., Fox J.G., Achtman M., Suerbaum S. Recombination and mutation during long-term gastric colonization by Helicobacter pylori: estimates of clock rates, recombination size, and minimal age. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2001, vol. 98, no. 26, pp. 15056–15061. doi: 10.1073/pnas.251396098
  9. Falush D., Wirth T., Linz B., Pritchard J.K., Stephens M., Kidd M., Blaser M.J., Graham D.Y., Vacher S., Perez-Perez G.I., Yamaoka Y. Traces of human migrations in Helicobacter pylori populations. Science, 2003, vol. 299, no. 5612, pp. 1582–1585. doi: 10.1126/science.1080857
  10. Go M.F., Kapur V., Graham D.Y., Musser J.M. Population genetic analysis of Helicobacter pylori by multilocus enzyme electrophoresis: extensive allelic diversity and recombinational population structure. J. Bacteriol., 1996, vol. 178, pp. 3934–3938. doi: 10.1128/jb.178.13.3934-3938.1996
  11. Guo C., Liao Y., Li Y., Duan J., Guo Y., Wu Y., Cui Y. Genotyping analysis of Helicobacter pylori using multiplelocus variable-number tandem-repeats analysis in five regions of China and Japan. BMC Microbiol., 2011, vol. 11: 197. doi: 10.1186/1471-2180-11-197
  12. Han S.R., Zschausch H.C., Meyer H.G., Schneider T., Loos M., Bhakdi S., Maeurer M.J. Helicobacter pylori: clonal population structure and restricted transmission within families revealed by molecular typing. J. Clin. Microbiol., 2000, vol. 38, pp. 3646– 3651. doi: 10.1128/JCM.38.10.3646-3651.2000
  13. Kang J., Blaser M.J. Bacterial populations as perfect gases: genomic integrity and diversification tensions in Helicobacter pylori. Nat. Rev. Microbiol., 2006, vol. 4, pp. 826–836. doi: 10.1038/nrmicro1528
  14. Kersulyte D., Chalkauskas H., Berg D.E. Emergence of recombinant strains of Helicobacter pylori during human infection. Mol. Microbiol., 1999, vol. 31, pp. 31–43. doi: 10.1046/j.1365-2958.1999.01140.x
  15. Kivi M., Tindberg Y., Sörberg M., Casswall T.H., Befrits R., Hellström P.M., Bengtsson C., Engstrand L., Granström M. Concordance of Helicobacter pylori strains within families. J. Clin. Microbiol., 2003, vol. 41, no. 12, pp. 5604–5608. doi: 10.1128/jcm.41.12.5604-5608.2003
  16. Lamichhane B., Wise M.J., Chua E.G., Marshall B.J., Tay C.Y. A novel taxon selection method, aimed at minimizing recombination, clarifies the discovery of a new sub-population of Helicobacter pylori from Australia. Evol. Appl., 2020, vol. 13, no. 2, pp. 278–289. doi: 10.1111/eva.12864
  17. Linz B., Balloux F., Moodley Y., Manica A., Liu H., Roumagnac P., Falush D., Stamer C., Prugnolle F., van der Merwe S.W., Yamaoka Y. An African origin for the intimate association between humans and Helicobacter pylori. Nature, 2007, vol. 445, no. 7130, pp. 915–918. doi: 10.1038/nature05562
  18. Marshall B.J., Armstrong J.A., McGechie D.B., Glancy R.J. Attempt to fulfil Koch’s postulates for pyloric Campylobacter. Med. J. Aust., 1985, vol. 142, pp. 436–439.
  19. Marshall B.J., Warren J.R. Unidentified curved bacilli in the stomach of patients with gastritis and peptic ulceration. Lancet, 1984, vol. 1, pp. 1311–1315. doi: 10.1016/s0140-6736(84)91816-6
  20. Moodley Y., Linz B. Helicobacter pylori sequences reflect past human migrations. Genome Dyn., 2009, vol. 6, pp. 62–74. doi: 10.1159/000235763
  21. Moodley Y., Linz B., Yamaoka Y., Windsor H.M., Breurec S., Wu J.Y., Maady A., Bernhöft S., Thiberge J.M., Phuanukoonnon S., Jobb G. The peopling of the Pacific from a bacterial perspective. Science, 2009, vol. 323, no. 5913, pp. 527–530. doi: 10.1126/science.1166083
  22. Raymond J., Thiberge J.M., Chevalier C., Kalach N., Bergeret M., Labigne A., Dauga C. Genetic and transmission analysis of Helicobacter pylori strains within a family. Emerg. Infect. Dis., 2004, vol. 10, no. 10, pp. 1816–1821. doi: 10.3201/eid1010.040042
  23. Salaun L., Audibert C., Le Lay G., Burucoa C., Fauchere J.L., Picard B. Panmictic structure of Helicobacter pylori demonstrated by the comparative study of six genetic markers. FEMS Microbiol. Lett., 1998, vol. 161, pp. 231–239. doi: 10.1111/j.1574-6968.1998.tb12953.x
  24. Schuster S.C., Wittekindt N.E., Linz B. Molecular mechanisms of host-adaptation in Helicobacter. In: Helicobacter pylori: molecular genetics and cellular biology. Ed. by Yamaoka Y. Wymondham: Horizon Scientific Press, 2008, pp. 193–204.
  25. Sorokin V., Pisanov R., Golubkina E., Bereznyak E., Prozorova L. Comparative multiple-locus variablenumber tandem repeat analysis of Helicobacter pylori Isolates from South of Russia. IJMB, 2017, vol. 2, no. 3, pp. 135–138. doi: 10.11648.j.ijmb.20170203.15
  26. Sorokin V.M., Pisanov R.V., Vodop’janov A.S. Improvement of multiple-locus VNTR analysis typing scheme for Helicobacter pylori. Asian J. Biochem. Genet. Mol. Biol., 2018, vol. 1, no. 4, pp. 1–7.
  27. Sorokin V.M., Pisanov R.V., Vodop’janov A.S., Golubkina E.V. New tool for phylogenetic analysis of Helicobacter pylori. WJARR, 2020, vol. 6, no. 2, pp. 60–67. doi: 10.30574/wjarr.2020.6.2.0128
  28. Suerbaum S., Smith J.M., Bapumia K., Morelli G., Smith N.H., Kunstmann E., Dyrek I., Achtman M. Free recombination within Helicobacter pylori. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, vol. 95, no. 21, pp. 12619–12624. doi: 10.1073/pnas.95.21.12619
  29. Taylor N.S., Fox J.G., Akopyants N.S., Berg D.E., Thompson N., Shames B., Yan L., Fontham E., Janney F., Hunter F.M. Longterm colonization with single and multiple strains of Helicobacter pylori assessed by DNA fingerprinting. J. Clin. Microbiol., 1995, vol. 33, no. 4, pp. 918–923. doi: 10.1128/JCM.33.4.918-923.1995
  30. Tindberg Y., Bengtsson C., Granath F., Blennow M., Nyren O., Granstrom M. Helicobacter pylori infection in Swedish school children: lack of evidence of child-to-child transmission outside the family. Gastroenterology, 2001, vol. 121, pp. 310–316. doi: 10.1053/gast.2001.26282
  31. Tsang A.K.L., Lee H.H., Yiu S.M., Lau S.K., Woo P.C. Failure of phylogeny inferred from multilocus sequence typing to represent bacterial phylogeny. Sci. Rep., 2017, vol. 7, no. 1: 4536. doi: 10.1038/s41598-017-04707-4
  32. Vale F.F., Nunes A., Oleastro M., Gomes J.P., Sampaio D.A., Rocha R., Vítor J.M., Engstrand L., Pascoe B., Berthenet E., Sheppard S.K. Genomic structure and insertion sites of Helicobacter pylori prophages from various geographical origins. Sci. Rep., 2017, vol. 7: 42471. doi: 10.1038/srep42471
  33. Zhou Z., Alikhan N.F., Sergeant M.J., Luhmann N., Vaz C., Francisco A.P., Carriço J.A., Achtman M. GrapeTree: visualization of core genomic relationships among 100,000 bacterial pathogens. Genome Res., 2018, vol. 28, no. 9, pp. 1395–1404. doi: 10.1101/gr.232397.117

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Сорокин В.М., Сварваль А.В., Водопьянов А.С., Писанов Р.В., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах